🕰️ 👽 🧔 एक्सएमएल हाइपरविजर का उपयोग करके NVIDIA क्वाड्रो 4000 को वर्चुअल मशीन पर अग्रेषित करना 👩🏼‍🎤 🧑🏽 ✋🏻

एक बार वर्चुअल मशीन पर वीडियो कार्ड के सफल अग्रेषण के बारे में पोस्ट [ 1 ] पढ़ने के बाद, मैंने सोचा कि इस तरह का वर्कस्टेशन प्राप्त करना मेरे लिए अच्छा होगा।

क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म सॉफ़्टवेयर विकसित करते समय, अक्सर इसका परीक्षण करने में समस्याएं होती हैं। मैं अपने सभी कार्य विशेष रूप से लिनक्स के तहत करता हूं, जबकि अंतिम उपयोगकर्ता विंडोज ऑपरेटिंग सिस्टम (ओएस) में विशेष रूप से काम करता है। उदाहरण के लिए, VirtualBox का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन जब आपको OpenGL या CUDA का उपयोग करके मॉड्यूल के संचालन की जांच करने की आवश्यकता होती है, तो गंभीर समस्याएं उत्पन्न होती हैं। मैं ड्यूल बूट को भी विकल्प नहीं मानता। यह पता चला है कि, एक तरह से या किसी अन्य, मुझे एक दूसरे कंप्यूटर का उपयोग करना होगा, जो कि बस यह नहीं है कि इसे कहां रखा जाए। हालांकि, ज्यादातर समय वह बेकार है। यह पता चलता है कि संसाधन के उपयोग के दृष्टिकोण से यह योजना बेहद अक्षम है।

एक दिन मेरा सपना आपातकाल में बदल गया। निम्नलिखित विशेषताओं के साथ एक ग्राफिक स्टेशन को इकट्ठा करना आवश्यक था:

विंडोज 7 ऑपरेटिंग सिस्टम (इसके बाद विंडोज);
DirectX, OpenGL और CUDA का उपयोग करके सॉफ़्टवेयर का एक सेट;
आकार में लगभग 10 टीबी की उच्च गति, स्थानीय, दोष-सहिष्णु भंडारण;
पूरे सिस्टम का बैकअप और पुनर्प्राप्ति का तंत्र;
उपयोगकर्ता डेटा का आवधिक स्वचालित बैकअप।

कई लोग सोच सकते हैं: "और वर्चुअलाइजेशन के बारे में क्या?" समस्या यह है कि विंडोज, मेरी व्यक्तिगत राय में, बहुत विश्वसनीय नहीं है। अक्सर सिस्टम के अंतिम उपयोगकर्ता बहुत योग्य लोग नहीं होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दुर्भावनापूर्ण सॉफ़्टवेयर जो सभी ड्राइव पर मौजूद सभी डेटा को कंप्यूटर पर नष्ट कर सकता है। इस मामले में, यह आवश्यक है कि बैकअप स्थानीय रूप से संग्रहीत है, लेकिन इसे नष्ट करना संभव नहीं था। एक बड़े और तेज़ डेटा वेयरहाउस का आयोजन भी कोई मामूली काम नहीं है। एक तरह से या किसी अन्य, यह एक आभासी मशीन (वीएम) वातावरण में विंडोज चलाने का फैसला किया गया था।

मैंने VM परिवेश में वीडियो कार्ड अग्रेषित करने के बारे में बहुत सारे लेख और प्रलेखन (हब [ 1 - 3 ] सहित) पढ़ा। मैं जिस निष्कर्ष पर पहुंचा, वह मेरे लिए सुकून देने वाला नहीं था। सबसे सफल अग्रेषण एटीआई ग्राफिक्स कार्ड के साथ किया गया था। एक NVIDIA ग्राफिक्स कार्ड फेंकना संभव है, लेकिन हर तरह से नहीं। इस मामले में, हाइपरविजर [ 4 , 5 ] को पैच करना आवश्यक है।

CUDA तकनीक का उपयोग करने की आवश्यकता के कारण, मुझे NVIDIA ग्राफिक्स कार्ड को आगे बढ़ाने की आवश्यकता थी। NVIDIA मल्टी-ओएस तकनीक है [ 6 ], जो आपको वीएम को वीडियो कार्ड अग्रेषित करने की अनुमति देता है। केवल क्वाड्रो श्रृंखला त्वरक [ 7 ] इस तकनीक का समर्थन करते हैं।

अधिकांश वीडियो कार्डों की एक और खामी उनकी न्यूनतम दो-स्लॉट चौड़ाई है। यह अक्सर अस्वीकार्य है और यही कारण है कि एकल-स्लॉट NVIDIA क्वाड्रो 4000 ग्राफिक्स कार्ड चुना गया था। यह एकल-स्लॉट विकल्पों में क्वाड्रो परिवार का सबसे शक्तिशाली प्रतिनिधि है।

सिस्टम के प्रमुख तत्व:

मदरबोर्ड ASUS P9X79 WS;
कोर i7-3820 प्रोसेसर;
रैम 32 जीबी (8 जीबी के 4 स्ट्रिप्स);
Dom0 के लिए वीडियो कार्ड (कोई बात नहीं);
डोमू NVIDIA क्वाड्रो 4000 के लिए वीडियो कार्ड।

प्रारंभ में, मैं एक्सएनए हाइपरविजर का उपयोग करके अपनी योजना को लागू करना चाहता था। Dom0 के लिए OS के रूप में, मैंने डेबियन जीएनयू / लिनक्स व्हीज़े (इसके बाद डिबियन के रूप में संदर्भित) को चुना। लिनक्स कर्नेल में सॉफ्टवेयर RAID सरणियों का उत्कृष्ट कार्यान्वयन है।

प्रयोगों के दौरान, मैंने केवीएम की कोशिश की। उन्होंने वीडियो कार्ड को छोड़कर किसी भी उपकरण के साथ एक अच्छा काम किया। दुर्भाग्य से, एक्सएन 4.1 के साथ, जो सामान्य वितरण का हिस्सा है, मैं भी असफल रहा। वर्चुअल मशीन वातावरण में, वीडियो कार्ड ने शुरू करने से इनकार कर दिया।

सौभाग्य से, जब तक मैं इस समस्या से निपटने के लिए शुरू नहीं हुआ, तब तक Xen 4.2.0 जारी नहीं किया गया था। यह उपलब्ध है, ज़ाहिर है, केवल स्रोत कोड के रूप में।

Dom0 से अग्रेषण के लिए आवश्यक उपकरणों को डिस्कनेक्ट करने की समस्याओं से बचने के लिए, कर्नेल में xen-pciback ड्राइवर को शामिल किया जाना चाहिए। डेबियन वितरण पर, यह एक मॉड्यूल के रूप में आता है।

इस प्रकार, हाइपरविजर और कोर को इकट्ठा करना आवश्यक था।

डेबियन स्थापित करें

डेबियन को स्थापित करते समय, मैंने कुछ भी असामान्य नहीं किया। केवल आधार प्रणाली स्थापित। चित्रमय वातावरण स्थापित नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि इसके साथ बहुत सारे सॉफ़्टवेयर स्थापित किए गए हैं, जिनमें से कुछ इकट्ठे हुए ज़ेन के साथ संघर्ष करेंगे।

मूल स्थापना के अंत में, मैंने आवश्यक सॉफ़्टवेयर का न्यूनतम सेट स्थापित किया।

$ sudo apt-get install gnome-core gvncviewer mc

हाइपरवाइजर और कर्नेल असेंबली

युद्ध प्रणाली को रोकना नहीं करने के लिए, मैंने विधानसभा को एक साफ ओएस में प्रदर्शन किया जो विशेष रूप से वर्चुअलबॉक्स के तहत स्थापित किया गया है।

एक्सईएन के निर्माण के लिए, आपको सीधी कमांड की एक श्रृंखला चलाने की आवश्यकता है [ 8 ]।

 $ sudo apt-get build-dep xen $ sudo apt-get install libglib2.0-dev libyajl-dev fakeroot bison flex libbz2-dev liblzo2-dev $ wget http://bits.xensource.com/oss-xen/release/4.2.0/xen-4.2.0.tar.gz $ tar xf xen-4.2.0.tar.gz $ cd xen-4.2.0 $ ./configure --enable-githttp $ echo "PYTHON\_PREFIX\_ARG=--install-layout=deb" > .config $ make deb

आउटपुट पर मुझे xen-upstream-4.2.0.deb पैकेज मिला।

कर्नेल में xen-pciback ड्राइवर को शामिल करने की आवश्यकता के कारण कर्नेल बनाया गया था। बिल्ड प्रक्रिया आधिकारिक डेबियन प्रलेखन [ 9 ] में अच्छी तरह से वर्णित है।

 $ sudo apt-get install linux-source $ sudo apt-get build-dep linux-latest $ sudo apt-get install kernel-package fakeroot $ tar xf /usr/src/linux-source-3.2.tar.bz2 $ cd linux-source-3.2 $ cp /boot/config-`uname -r` .config $ sed -i 's/CONFIG_XEN_PCIDEV_BACKEND=.*$/CONFIG_XEN_PCIDEV_BACKEND=y/g' .config $ make-kpkg clean $ fakeroot make-kpkg --initrd --revision=1.0.0 kernel_image

आउटपुट को linux-image-3.2.32_1.0.0_amd64.deb प्राप्त हुआ।

कर्नेल और हाइपरविजर को स्थापित करना

मैंने प्राप्त पैकेज को लक्ष्य प्रणाली पर स्थापित किया। जब आप / boot निर्देशिका में Xen स्थापित करते हैं, तो अनावश्यक प्रतीकात्मक लिंक बनाए जाते हैं जिन्हें हटाने की आवश्यकता होती है। चूँकि निर्भरताएँ संकलित पैकेज xen-upstream-4.2.0.deb में पंजीकृत नहीं हैं , इसलिए Xen से काम करने के लिए आवश्यक पैकेजों को मैन्युअल रूप से स्थापित किया जाना चाहिए।

 $ sudo dpkg -i linux-image-3.2.32_1.0.0_amd64.deb $ sudo dpkg -i xen-upstream-4.2.0.deb $ sudo su -c "cd /boot; rm xen.gz xen-4.gz xen-4.2.gz xen-syms-4.2.0" $ sudo apt-get install libyajl2 liblzo2-2 libaio1

डिफ़ॉल्ट रूप से Xen बूट करने योग्य।

 $ sudo dpkg-divert --divert /etc/grub.d/08_linux_xen --rename /etc/grub.d/20_linux_xen

सिस्टम में पंजीकरण करें।

 $ sudo update-rc.d xend start 99 2 3 5 stop 99 0 1 6 $ sudo update-rc.d xencommons start 99 2 3 5 stop 99 0 1 6 $ sudo update-rc.d xendomains start 99 2 3 5 stop 99 0 1 6 $ sudo update-rc.d xen-watchdog start 99 2 3 5 stop 99 0 1 6

Dom0 से अग्रेषित करने के लिए आवश्यक उपकरणों को छिपाने के लिए, xen-pciback ड्राइवर को उनकी एक सूची प्रस्तुत करने की आवश्यकता है। मेमोरी बैलूनिंग को अक्षम करने के लिए, आपको पहले dom0 के लिए आवश्यक मेमोरी की मात्रा निर्दिष्ट करनी होगी। ऐसा करने के लिए, 2 पंक्तियों को / etc / default / grub में जोड़ें ।

 GRUB_CMDLINE_LINUX_XEN_REPLACE_DEFAULT = "xen-pciback.hide = (02: 00.0) (02: 00.1) <br> (00: 1a.0) (00: 1.0.0) (09: 00.0) (0a: 00.0) (0b: 00.0) ) (03: 00.0) (00: 1b.0) "
 GRUB_CMDLINE_XEN_DEFAULT = "dom0_mem = 15360M"

वीडियो कार्ड के अलावा, 4 USB नियंत्रकों, एक नेटवर्क और साउंड कार्ड, और कई बाह्य उपकरणों को अग्रेषित किया गया था।

उसके बाद, GRUB बूटलोडर कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइल को अपडेट करें।

 $ sudo update-grub

चूंकि मदरबोर्ड ASUS P9X79 WS में दो नेटवर्क इंटरफेस हैं, इसलिए यह तय किया गया कि कोई भी नेटवर्क ब्रिज नहीं बनाया जाएगा। dom0 और domU में स्वतंत्र नेटवर्क कनेक्शन होंगे।

आदेशों के निम्नलिखित अनुक्रम में dom0 के लिए मेमोरी की न्यूनतम मात्रा निर्धारित होती है (जिससे अंत में मेमोरी बैलूनिंग को अक्षम किया जाता है) और अनावश्यक नेटवर्क स्क्रिप्ट को निष्क्रिय कर देता है। मैंने वीएनसी को किसी भी आईपी पते पर उपलब्ध कराया।

 $ sudo sed -i 's/^XENDOMAINS_SAVE=.*$/XENDOMAINS_SAVE=""/g' /etc/default/xendomains $ cd /etc/xen $ sudo sed -i 's/^.*.(dom0-min-mem.*)$/(dom0-min-mem 15360)/g' xend-config.sxp $ sudo sed -i 's/^.*.(enable-dom0-ballooning.*)$/(enable-dom0-ballooning no)/g' xend-config.sxp $ sudo sed -i 's/^(network-script.*)$/#&/g' xend-config.sxp $ sudo sed -i 's/^(vif-script.*)$/#&/g' xend-config.sxp $ sudo sed -i "s/^.*.(vnc-listen.*)$/(vnc-listen '0.0.0.0')/g" xend-config.sxp

विंडोज इंस्टॉलेशन

मैं एक VM वातावरण में विंडोज को स्थापित करने के मुद्दे पर नहीं रहूंगा। मैं केवल यह कह सकता हूं कि VNC के उपयोग से अधिष्ठापन को दूरस्थ रूप से किया जाना चाहिए। NVIDIA Quadro ड्राइवरों को स्थापित करने के बाद ही काम करना शुरू करता है। यह केवल ओएस के अंतिम बूट पर शुरू होता है। Paravirtual ड्राइवरों को भी सफलतापूर्वक स्थापित किया गया है [ 10 ]।

नेटवर्क उपकरणों के बीच, एक VirtualBox होस्ट-केवल ईथरनेट एडेप्टर है। तथ्य यह है कि मैंने एक VM वातावरण (domU के अंदर) में VirtualBox स्थापित किया है। अंदर, विंडोज एक्सपी स्थापित किया गया था। VM के अंदर डबल नेस्टिंग के साथ भी, Windows XP ने स्वीकार्य प्रदर्शन के साथ काम किया।

डोमेन कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइल

 बिल्डर = "एचवीएम"
 मेमोरी = 16384
 vcpus = 8
 नाम = "विंडोज़ -7"
 uuid = "830460b8-3541-11e2-8560-5404a63ce590"
 डिस्क = ['phy: / dev / storage / windows-7, hda, w']
 बूट = 'सी'

 pci = ['02: 00.0 ',' 02: 00.1 ',' 00: 1a.0 ',' 00: 1d.0 ', <br> '09: 00.0', '0a: 00.0', '0b: 00.0' ', '03: 00.0', '00: 1b.0 ']
 gfx_passthru = 0

 पै = १
 nx = 1
 वीडोरम = 16
 stdvga = 1
 vnc = 1
 usb = 1
 usbdevice = "टैबलेट"
 स्थानीय समय = १
 xen_platform_pci = 1

परीक्षण के परिणाम

मैं तुरंत एक आरक्षण कर दूंगा कि मैंने नंगे धातु पर विंडोज स्थापित करने का प्रयास नहीं किया, इसलिए मेरे साथ तुलनात्मक रूप से तुलना करने के लिए कुछ भी नहीं है। संपूर्ण मूल्यांकन विंडोज एक्सपीरिएंस इंडेक्स (WEI) को देखने और 3DMark 2011 को स्थापित करने के लिए नीचे आया। यानी, ईमानदार होने के लिए, मैंने प्रदर्शन परीक्षणों का संचालन नहीं किया।

WEI सबसे खराब परिणाम के साथ परीक्षा परिणाम से निर्धारित होता है। मेरे मामले में, अड़चन "हार्ड डिस्क" थी। तथ्य यह है कि मैंने केवल एक पुरानी हार्ड ड्राइव का उपयोग करके सभी प्रयोग किए। अन्यथा, परिणाम बहुत खराब नहीं हैं।

NVIDIA Quadro 4000 ग्राफिक्स कार्ड को गेमिंग नहीं कहा जा सकता है, लेकिन Crysis ने स्मार्ट तरीके से काम किया।

Xen नोट्स

संस्करण 4.1 से शुरू होकर, एक्सएल टूलकिट एक्सएन में आ गया। इसे xend की आवश्यकता नहीं है और भविष्य में इसे xm को प्रतिस्थापित करना चाहिए।

मैन्युअल रूप से काम करते समय xl ने कोई शिकायत नहीं की। हालाँकि, xendomains स्क्रिप्ट स्पष्ट रूप से इसके साथ काम करने के लिए डिज़ाइन नहीं की गई है। जब /etc/init.d/xendomains प्रारंभ किया गया था , डोमू डोमेन बिना समस्याओं के शुरू हुआ। हालाँकि, जब /etc/init.d/xendomains stop को कॉल किया गया था , तब कुछ नहीं हुआ। डोमू स्वचालित रूप से बंद नहीं हुआ, जिसके परिणामस्वरूप पूरी प्रणाली दुर्घटनाग्रस्त हो गई। एक छोटी जांच के दौरान, यह पता चला कि xendomains के अंदर कुछ कार्य केवल xl के साथ काम करने के लिए अनुकूलित नहीं किए गए थे। सिद्धांत रूप में, मैं इन समस्याओं को संभालने के लिए तैयार था।

सबसे बुरी बात यह थी कि लॉन्च करते समय, डोम एक्सएल ने यह कहते हुए एक त्रुटि दी कि यह पीसीआई उपकरण, अर्थात् वीडियो कार्ड, को सिटफस के माध्यम से रीसेट नहीं कर सकता है। वीडियो कार्ड के लिए, sysfs में रीसेट फ़ाइल बस गायब है। मुझे पूरी तरह से यकीन नहीं है, लेकिन यह मुझे लगता है कि ठीक इसी वजह से, डोमिन को रिबूट करने के बाद, वीडियो कार्ड ने अक्सर शुरू करने से इनकार कर दिया। केवल पूरी प्रणाली को पुनरारंभ करने से मदद मिली।

 libxl: error: libxl_pci.c: 1001: libxl__device_pci_reset: <br> कर्नेल पीसीआई उपकरण के लिए sysfs से रीसेट का समर्थन नहीं करता 0000: 02: 00.0
 libxl: error: libxl_pci.c: 1001: libxl__device_pci_reset: <br> कर्नेल पीसीआई उपकरण 0000: 02: 00.1 के लिए sysfs से रीसेट का समर्थन नहीं करता है।

एक्सएम में, पीसीआई उपकरणों के रीसेट को अलग तरीके से लागू किया गया लगता है। कम से कम जब उसके साथ काम कर रहे थे तो वीडियो कार्ड के साथ कोई समस्या नहीं थी। यही कारण है कि मैंने अब तक एक्सएम पर रोक दिया है।

निष्कर्ष

वर्णित सब कुछ को लागू करने में मुझे 5 दिन लगे। सामान्य तौर पर, सिस्टम ने बहुत ही कड़ी मेहनत की। कोई बीएसओडी और फ्रीज नहीं देखा गया। मुझे उम्मीद है कि निकट भविष्य में, अपवाद के बिना, सभी वीडियो कार्ड वीएम को अग्रेषित करने के लिए उपयुक्त होंगे, क्योंकि NVIDIA क्वाड्रो को बजट विकल्प नहीं कहा जा सकता है।

एक्सएमएल हाइपरविजर का उपयोग करके NVIDIA क्वाड्रो 4000 को वर्चुअल मशीन पर अग्रेषित करना